JP2006162260A - 液体クロマトグラフ用オートサンプラ - Google Patents

Abstract

【課題】
オートサンプラにおいて、ニードル表面に付着した洗浄液を拭いとる。
【解決手段】
ニードル３９を洗浄ポート４１上に挿入し、ニードル３９の外表面を洗浄液５７で洗浄する。その後、パット５５をパット５６方向に移動させ、ニードル３９をパット５５と５６ではさみ、ニードル３９を引き上げて、パット５５と５６でニードル３９表面の洗浄液５７をぬぐう。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば高速液体クロマトグラフなど液体試料を取り扱う各種分析装置における自動試料注入装置（オートサンプラ）に関する。

液体クロマトグラフにおけるオートサンプラにおいて、ニードルはサンプルラックや試料注入部上を水平方向及び垂直方向に移動できるように構成されており、そのニードルの基端部は、流路切換えバルブを介してポンプに連結され、ポンプによって液体を吸引又は吐出できるようになっている。

ニードルの先端を洗浄するには、（１）洗浄液が満たされた洗浄ポートにニードルをつける、（２）洗浄ポートにニードルをつけて洗浄液を送液して洗浄する（特許文献１参照。）などの方法が一般的である。
図８は一般的な洗浄ポート４１の断面図である。図に示すように、流入口４３から流入する洗浄液５７が洗浄ポート４１の内部を満たし、ここに挿入されたニードル３９の外表面を洗って流れ、排出口４５から流出する。

ニードル３９の外表面に残った洗浄液５７は、（３）そのまま放置して自然乾燥させる、（４）洗浄ポート４１にシリコンゴムのような柔らかな材料でできたふた４６をつけ、これをニードル３９で貫通させる、（５）送風できる設備を用意し、ニードル３９が洗浄ポート４１から出たときに送風して乾燥させる、などの方法がとられている。

通常、洗浄ポート４１でニードル３９を洗浄した場合、その洗浄液５７はニードル３９の表面の汚れで汚染されており、この液を完全に取りきるか、洗浄液５７に汚れが残らないほどに洗浄液を大量に送液して洗浄ポート４１の内部を洗浄する必要がある。
洗浄液５７には、溶解度を利用した希釈や化学的な作用で、ニードル表面に残っている試料を洗浄液の方に溶解させる効果が高いものを使用する。そのため、洗浄液５７がニードル３９表面に残ったまま洗浄ポート４１から出た場合、その洗浄液５７に含まれている汚れの成分が洗浄液の揮発により再度ニードル３９の表面に残ることが考えられる。

上記のように洗浄ポート４１にふた４６をすれば、洗浄液５７をぬぐうことはできるが、洗浄ポート４１にニードル３９が入る際にも汚れたニードル３９がこのふたの部分に接触するため、洗浄ポート４１での洗浄効果は低下する。
特許公開２００１−３０５１４８号公報

高濃度な試料や金属への配位性が低い試料の計量を行なう場合、または化学的作用で洗浄する場合、ニードルのような表面積の小さいものを洗浄するときは、大量の洗浄液を送液してすすぐ動作をすればニードル表面はよく洗浄されるが、大量の洗浄液と時間が必要になる。

本発明は、洗浄後にニードル表面に付着した洗浄液を拭いとる機構を持つオートサンプラの提供を目的とする。

本発明は、試料をその先端部から吸入するサンプリングニードルと、上記ニードルの平面内と垂直方向の移動及び試料の注入動作を制御する注入制御部と、ニードルを洗浄する洗浄機構とを備えている液体クロマトグラフ用オートサンプラにおいて、上記洗浄機構は、ニードルが浸され洗浄を行なう洗浄ポートと、上記洗浄ポートの上部に配置された一対の水分拭い取り用パットとを備え、上記パットは、ニードルが洗浄ポートに挿入されるときはニードルに接触しない位置に配置され、ニードルが洗浄ポートから引き上がられるときに、その少なくとも一方のパットを他方のパットに接触するまで移動させることにより、両パット間にニードルを挟む移動機構を備えている液体クロマトグラフ用オートサンプラである。

上記パットはその一方だけが移動するものでもよく、その両方が移動するものでもよい。

ニードル表面に残っている洗浄液を拭うことで、洗浄ポートの洗浄液を完全に置換しなくても、ニードル表面をきれいな状態にすることができる。
ニードルを水平方向及び垂直方向に動かす機構部のみを使用するので、洗浄液をぬぐうための特別な機構を追加する必要はない。

ニードル洗浄後のみニードル表面の洗浄液を拭うことにより、拭い用パットは汚染されることがなくなり、洗浄を繰り返し行なうことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は高速液体クトマトグラフの機構を概略的に示す流路図である。
この高速液体クロマトグラフは、試料を分離するカラム５と、移動相をカラム５へ送液するポンプ部１と、試料を採取し、その採取した試料を流路切換バルブ２９を切り換えてカラム５の上流の移動相流路に導入するオートサンプラ３と、カラム５で分離された試料を検出する検出部７と、ポンプ部１及びオートサンプラ３の動作を制御する制御部２から構成されている。

ポンプ部１には、ダブルプランジャ往復動型送液ポンプ９が備えられている。ポンプ９の１次側ポンプヘッド１１の吸入側はチェックバルブ１３ａを介して移動相が蓄えられた移動相容器１５に接続され、吐出側はチェックバルブ１３ｂを介して２次側ポンプヘッド１７の吸入側に接続されている。２次側ポンプヘッド１７の吐出側は、ドレインバルブ１９及びラインフィルタ２１を介してオートサンプラ３に接続されている。２次側ポンプヘッド１７とドレインバルブ１９の間の流路には、圧力センサ２３が設けられている。ドレインバルブ１９はレバー２５を手動で切り換えることにより、２次側ポンプヘッド１７の吐出側をオートサンプラ３又はドレインに切り換えて接続できる。

オートサンプラ３には、ポンプ部１からの流路をサンプリングループ２７又、カラム５又は計量シリンジ３３に切り換えて接続する２ポジション６ポートバルブ２９が備えられている。サンプリングループ２７の基端部はバルブ２９のポート２９ａに接続されている。サンプリングループ２７の先端部にはサンプリングニードル３９が取り付けられ、サンプリングニードル３９は、注入部３５、試料容器３７及び洗浄ポート４１の間を移動し、試料を試料容器３７から吸入して注入部３５へ吐出し、洗浄ポート４１で先端が洗浄されるように構成されている。注入部３５は、バルブ２９のポート２９ｂに接続され、バルブ２９の切換えにより、カラム５に接続される。ポート２９ｃには三方弁３１を介して計量シリンジ３３が接続されており、計量シリンジ３３はバルブ２９の切換えにより、サンプリングループ２７に接続される。

図２は同実施例におけるオートサンプラ３中の要部４の構成概略図である。図３は要部４におけるニードル３９及び試料注入部３５の周辺を示す斜視図であり、図４はその注入部３５をさらに拡大した斜視図である。また図５は、洗浄ポート４１とニードル３９を概略的に示した垂直断面図及び平面断面図である。

ニードル３９は、図３に示すように、平面内をＸＹ方向に移動する移動機構３８に取り付けられた昇降機構４０に取り付けられていることにより、サンプルラック４７上の複数の試料容器３７、注入部３５及び洗浄ポート４１の上を水平方向及び垂直方向に移動できる。
ニードル３９により吸引及び吐出される液体は、図１に示す流路切換バルブ２９を介してポンプ部１に連結されており、これにより、ニードル３９の先端から液体を吸引及び吐出することができる。

注入部３５は、図３及び図４に示すように、バルブ２９の上端に配置され、注入部３５の上面にはニードル３９が挿入される開口が設けられている。
洗浄ポート４１は、図３及び図５に示すように、サンプルラック４７とバルブ２９に隣接した位置に備えられ、上面にはニードル３９が挿入される開口が設けられている。また洗浄ポート４１には、洗浄液５７が流通するように洗浄液流路が接続されている。

図５（Ａ）は洗浄ポート４１におけるニードル３９の洗浄前の垂直断面図、（Ｄ）は洗浄ポート４１の平面断面図であり、ニードル３９を中心として、一対の拭い取り用パット５５，５６が備えられている。
パット５６は洗浄ポート４１の上端開口部に固定されており、パット５５は水平方向及び垂直方向に移動することができるように、昇降機構４０に取り付けられている。昇降機構４０はニードル３９とパット５５を同時に又は独立して、上下方向と共に水平方向にも移動させることができる。

図５（Ｂ）はパット５５及び５６がニードル３９を挟み、ニードル３９とパット５５を洗浄液５７から引き上げるときの断面図であり、図５（Ｃ）はニードル３９がパット５５及び５６から離れ、洗浄ポート４１から完全に引き上げられたときの断面図である。

このように構成されたオートサンプラ３は、以下のような手順で動作するようにプログラムされている。
（試料吸入）
ニードル３９は通常時、最上の位置又は設定された基準の高さの位置において待機している。試料を吸入する際は、図３に示すように、所定の位置に設置された試料容器３７の位置まで平面方向及び垂直方向に移動して、その先端部より液体試料を吸入する。

（試料注入及び検出）
試料吸入後、ニードル３９は注入部３５に試料４９を注入できるように注入部３５の位置に移動し、注入部３５の開口に挿入される。図１に示すように、注入時は試料４９を移動相などの溶媒と共に注入部３５に注入し、注入された試料４９及び溶媒は、液体クロマトグラフのカラム５に送られて試料は検出部７で検出される。

（ニードル洗浄）
ニードル３９は注入部３５に試料を注入した後、洗浄のために洗浄ポート４１上に移動させられる。
以下に図５（Ａ）〜（Ｃ）を参照して洗浄動作を説明する。
（１）ニードル３９を洗浄ポート４１上に移動させる。
（２）図５（Ａ）のようにニードル３９を洗浄ポート４１に挿入し、ニードル３９の外表面を洗浄液５７で洗浄する。この段階では、パット５５及び５６はニードル３９から離れて位置決めされている。
（３）その後、パット５５を少し（５ｍｍほど）パット５６方向に移動させ、ニードル３９をパット５５と５６で挟む（図５（Ｂ））。
（４）ニードル３９を引き上げて、パット５５と５６でニードル３９の外表面の洗浄液５７をぬぐう。
（５）ニードル３９を洗浄ポート４１から完全に引き上げた後に、パット５５も上方に移動させる。

（ニードル内部洗浄）
ニードル３９の内部を洗浄するために、ニードル３９が図５（Ａ）又は（Ｂ）の状態にあるときに、図１には示されていないが、洗浄液ポンプにより洗浄液がサンプリングニードル２７を介してニードル３９内に供給され、ニードル３９の先端から洗浄ポート４１へ排出される。
洗浄が終わると分析の１サイクルが終わる。さらに分析を行なうときは、ニードル３９を次にサンプリングする試料容器３７の上まで移動させる。

図６は昇降機構４０で、ニードル３９とパット５５を移動させる機構部を示した分解斜視図である。この機構部は、ニードル上下昇降用モータとプーリ４２によって、上下昇降用送りねじ４４を介してニードル３９とパット５５を上下及び水平方向に移動するように制御する。

本発明の他の実施例を、図７を参照して説明する。
図７はニードル３９が洗浄ポート４１から出るときにパット５５と５６が共に移動してシャッターのように出口が閉じる構造を示した断面図である。
洗浄ポート４１の上面にはニードル３９が挿入される開口が設けられており、洗浄ポート４１には洗浄液５７が流通させられる。パット５５と５６は共に水平方向に移動してニードル３９を挟むことができ、ニードル３９は垂直方向にのみ移動することができる。

次に同実施例における洗浄の動作を説明する。
（１）ニードル３９を洗浄ポート４１上に移動させる。
（２）ニードル３９を洗浄ポート４１に挿入し、ニードル３９の外表面を洗浄液５７で洗浄する。このときはパット５５及び５６は、ニードル３９から離れて位置決めされている。
（３）その後、パット５５と５６を少し（５ｍｍほど）ニードル３９方向に移動させ、ニードル３９をパット５５と５６でシャッターのように挟む。
（４）ニードル３９を引き上げて、パット５５と５６でニードル３９表面の洗浄液５７をぬぐう。
（５）ニードル３９を洗浄ポート４１から完全に引き上げる。

本発明は上記記載の操作方法に限定されず、ニードル３９から洗浄液等を拭うためのオートサンプラに幅広く使用することができる。

高速液体クロマトグラフなど液体試料を取り扱う各種分析装置におけるオートサンプラに利用することができる。

一実施例のオートサンプラ及び洗浄ポートを備えた高速液体クロマトグラフの構成を概略的に示す流路図である。 同実施例のオートサンプラの要部を示す構成概略図である。 同実施例の試料注入部を示す斜視図である。 同実施例の試料注入部を拡大して示す斜視図である。 一実施例における洗浄ポートを示す図であり、（Ａ）はニードル洗浄前の垂直断面図、（Ｂ）はニードル洗浄後からニードル引上げ時の垂直断面図、（Ｃ）はニードル引上げ完了時の垂直断面図、（Ｄ）は（Ａ）の水平断面図である。 ニードルとパットの昇降のための機構部を示す分解斜視図である。 他の実施例における洗浄ポートを示す垂直断面図である。 従来の洗浄ポートを示す垂直断面図である。

符号の説明

２９ 流路切換えバルブ
３５ 試料注入部
３７ 試料容器
３９ ニードル
４０ 昇降機構
４１ 洗浄ポート
４３ 流入口
４５ 排出口
４９ 液体試料
５５，５６ 拭い取り用パット
５７ 洗浄液

Claims (3)

1. 試料をその先端部から吸入するサンプリングニードルと、
   前記ニードルの平面内と垂直方向の移動及び試料の注入動作を制御する注入制御部と、
   前記ニードルを洗浄する洗浄機構と、
   を備えている液体クロマトグラフ用オートサンプラにおいて、
   前記洗浄機構は、ニードルが浸され洗浄を行なう洗浄ポートと、前記洗浄ポートの上部に配置された一対の水分拭い取り用パットと、を備え、
   前記パットは、前記ニードルが前記洗浄ポートに挿入されるときは前記ニードルに接触しない位置に配置され、
   前記ニードルが洗浄ポートから引き上がられるときに、その少なくとも一方のパットを他方のパットに接触するまで移動させることにより、両パット間に前記ニードルを挟む移動機構を備えている液体クロマトグラフ用オートサンプラ。
2. 前記水分拭い取り用パットはその一方だけが移動するものである請求項１に記載の液体クロマトグラフ用オートサンプラ。
3. 前記水分拭い取り用パットはその両方が移動するものである請求項１に記載の液体クロマトグラフ用オートサンプラ。

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